La influència de l'efecte de la pell sobre el cable coaxial

Cable coaxial és un tipus de cable elèctric i línia de transmissió de senyal, normalment format per quatre capes de material: la capa més interna és un cable de coure conductor i la capa exterior del cable està envoltada per una capa de plàstic (utilitzada com a aïllant o dielèctric). ). També hi ha una fina malla de material conductor (generalment coure o aliatge) fora de l'aïllant, i la capa exterior del material conductor s'utilitza com a pell exterior, tal com es mostra a la figura 1, la figura 2 mostra la secció transversal d'un coaxial. cable.

Els cables coaxials s'utilitzen per transmetre senyals d'alta freqüència i tenen una excel·lent capacitat anti-interferències a causa de la seva estructura única. Com a component crucial dels sistemes de comunicació moderns, és l'artèria per a la transmissió del senyal d'alta freqüència; Entre ells, el conductor central no només transporta energia electromagnètica, sinó que també determina l'eficiència i l'estabilitat de la transmissió del senyal i és una part clau de la transmissió del senyal.

Principi de funcionament:

Els cables coaxials condueixen corrent altern en lloc de corrent continu, el que significa que hi ha diverses inversions en la direcció del corrent per segon.

Si s'utilitza un cable normal per transmetre corrent d'alta freqüència, aquest tipus de cable actuarà com una antena que emet senyals de ràdio cap a l'exterior, provocant una pèrdua de potència del senyal i una disminució de la força del senyal rebut.

El disseny dels cables coaxials és precisament per resoldre aquest problema. La ràdio emesa pel cable central està aïllada per una capa conductora de malla, que pot controlar la ràdio emesa mitjançant la connexió a terra.

Classificació:

Segons el material i el procés de fabricació, normalment hi ha les següents categories:

● Conductor sòlid monofilament:

Normalment fet d'un sol filferro sòlid de coure o alumini;

Proporciona un millor rendiment elèctric i s'utilitza sovint per a aplicacions de freqüència més baixa o distàncies de cable més llargues

● Conductor encallat:

Per un nombre de filferro petit trenat;

Més flexible i flexible que els conductors sòlids, adequats per a aplicacions mòbils o canviants freqüents.

● Acer revestit de coure (CCS):

El nucli d'acer proporciona resistència i durabilitat, mentre que la capa de coure proporciona les propietats elèctriques necessàries;

Sovint s'utilitza en ocasions on es requereix força mecànica.

● Coure platejat:

El cable de coure està recobert amb una capa de plata, que pot millorar les característiques de conductivitat i freqüència del conductor.

Sovint s'utilitza en requisits d'alta freqüència, alta precisió o estàndards militars.

● Aliatge de coure de cadmi:

Conductors d'aliatge per a aplicacions en alta mar o en ambients durs on es requereix una resistència addicional a la corrosió;

Llegenda de les abreviatures del material: material conductor i trenat tal com es mostra a la figura 3.

Efecte pell

L'efecte pell, també conegut com a efecte pell, es produeix quan un corrent altern passa per un conductor. A causa de la inducció, com més a prop estigui a la superfície de la secció transversal del conductor, més densa serà la distribució dels electrons.

L'efecte pell és essencialment un fenomen de distribució desigual del corrent alterna dins d'un conductor. A mesura que augmenta la freqüència, el corrent tendeix a fluir per la superfície del conductor. A les freqüències de microones, aquest efecte és especialment pronunciat, donant lloc a una densitat de corrent molt més alta a la superfície del conductor central d'un cable coaxial que a l'interior.

△ L'efecte de la pell afecta el cable coaxial en els aspectes següents:

① Augmenta la resistència i la pèrdua: com que el corrent flueix principalment a la superfície, es redueix l'àrea conductora efectiva general, fent que el conductor central del cable coaxial produeixi una major resistència, augmentant així la pèrdua de transmissió.

② Escalfament: el corrent causat pel senyal d'alta freqüència es concentra en el flux superficial, cosa que donarà lloc a un efecte tèrmic més evident, augmentant així la temperatura del cable i afectant l'estabilitat i la fiabilitat del senyal.

③ Selecció del material: quan es dissenya un cable coaxial, s'ha de tenir en compte la conductivitat del material conductor central. Els materials d'alta conductivitat, com ara el coure platejat, poden reduir eficaçment la resistència i reduir les pèrdues.

△Per mitigar l'impacte dels efectes de la pell, les estratègies per abordar els efectes de la pell inclouen:

① Optimització del material: selecció de materials d'alta conductivitat per reduir la pèrdua de resistència. Per exemple, utilitzant conductors de coure platejats, la capa de plata pot proporcionar una alta conductivitat i, a causa de l'efecte pell, el gruix de la plata només necessita uns pocs micròmetres.

② Disseny de conductors: l'optimització de l'estructura dels conductors, com ara l'ús de conductors trenats, pot augmentar la superfície i reduir l'efecte de la pell.

③ Sistema de refrigeració: per a aplicacions de freqüència extremadament alta, utilitzeu un sistema de refrigeració adequat per evitar el sobreescalfament.

④ Cable personalitzat: personalitzeu el disseny del cable en funció dels requisits específics de l'aplicació, tenint en compte múltiples factors com ara la freqüència, el nivell de potència i la distància de transmissió.

En general, entendre i gestionar l'efecte de la pell és crucial per garantir el rendiment de la transmissió del senyal d'alta freqüència encables coaxials . Mitjançant un disseny intel·ligent i l'aplicació de materials d'alta qualitat, les línies de transmissió coaxials poden funcionar de manera més eficient, donant suport a les nostres necessitats de comunicació de ràpid desenvolupament. Són aquestes decisions les que garanteixen que cada senyal, des de la comunicació sense fils terrestre fins a la transmissió per satèl·lit, es pugui transmetre de manera clara i fiable en entorns complexos i desafiants.